કાર્ય 127.
જો આ પ્રતિક્રિયાના દરનો તાપમાન ગુણાંક 2 હોય તો ગેસના તબક્કામાં 60 ° સેના તાપમાનમાં વધારા સાથે પ્રતિક્રિયાનો દર કેવી રીતે બદલાશે?
ઉકેલ:
પરિણામે, તાપમાનમાં 600 C 0 ના વધારા સાથે પ્રતિક્રિયા દર પ્રારંભિક પ્રતિક્રિયા દર કરતા 64 ગણો વધારે છે.
કાર્ય 121.
સલ્ફર અને તેના ડાયોક્સાઇડનું ઓક્સિડેશન સમીકરણો અનુસાર આગળ વધે છે:
a) S (k) + O 2 = SO 2 (d); b) 2SO 2 (d) + O 2 = 2SO 3 (d).
જો દરેક સિસ્ટમની માત્રા ચાર ગણી ઓછી થાય તો આ પ્રતિક્રિયાઓનો દર કેવી રીતે બદલાશે?
ઉકેલ:
a) S (k) + O 2 = SO 2 (g)
ચાલો ગેસિયસ રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતા દર્શાવીએ: = a, = b. અનુસાર કાયદો સક્રિય જનતા
, વોલ્યુમ ફેરફાર પહેલા આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દર અનુક્રમે સમાન છે:
V pr = k. a; V arr = k. b
વિજાતીય પ્રણાલીના જથ્થામાં ચાર ગણો ઘટાડો કર્યા પછી, એકાગ્રતા વાયુયુક્ત પદાર્થોચાર ગણો વધારો થશે: = 4a, = 4 બી.નવી સાંદ્રતા પર, આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરો સમાન હશે
પરિણામે, સિસ્ટમમાં વોલ્યુમ ઘટાડ્યા પછી, ફોરવર્ડ અને રિવર્સ પ્રતિક્રિયાઓના દર ચાર ગણા વધી ગયા. સિસ્ટમનું સંતુલન બદલાયું નથી.
b) 2SO 2 (g) + O 2 = 2SO 3 (g)
ચાલો આપણે રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતા દર્શાવીએ: = a, = b, = સાથે.સામૂહિક ક્રિયાના કાયદા અનુસાર, વોલ્યુમમાં ફેરફાર પહેલાં આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દર અનુક્રમે સમાન છે:
V pr = ka 2 b; Vo b r = kc 2 .
સજાતીય પ્રણાલીના જથ્થાને ચાર ગણો ઘટાડ્યા પછી, રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતા ચાર ગણી વધશે: = 4 a, = 4b, = 4 સેનવી સાંદ્રતામાં, આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરો સમાન હશે:
પરિણામે, સિસ્ટમમાં વોલ્યુમ ઘટાડ્યા પછી, આગળની પ્રતિક્રિયાનો દર 64 ગણો અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાનો દર 16 ગણો વધ્યો. સિસ્ટમનું સંતુલન વાયુ પદાર્થોની રચનામાં ઘટાડા તરફ જમણી તરફ વળ્યું.
સજાતીય સિસ્ટમના સંતુલન સ્થિરાંકો
કાર્ય 122.
સજાતીય સિસ્ટમના સંતુલન સ્થિરાંક માટે અભિવ્યક્તિ લખો:
N 2 + ZN 2 = 2NH 3. જો હાઇડ્રોજનની સાંદ્રતા ત્રણ ગણી વધી જાય તો એમોનિયા રચનાની સીધી પ્રતિક્રિયાનો દર કેવી રીતે બદલાશે?
ઉકેલ:
પ્રતિક્રિયા સમીકરણ:
N 2 + ZN 2 = 2NH 3
આ પ્રતિક્રિયાના સંતુલન સ્થિરાંક માટેના અભિવ્યક્તિનું સ્વરૂપ છે:
ચાલો ગેસિયસ રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતા દર્શાવીએ: = a, = b. સામૂહિક ક્રિયાના કાયદા અનુસાર, હાઇડ્રોજન સાંદ્રતામાં વધારો કરતા પહેલા સીધી પ્રતિક્રિયાઓનો દર બરાબર છે: V pr = kab 3. હાઇડ્રોજનની સાંદ્રતા ત્રણ ગણી સાંદ્રતામાં વધારો કર્યા પછી પ્રારંભિક સામગ્રીસમાન હશે: = a, = 3b. નવી સાંદ્રતામાં, પ્રત્યક્ષ પ્રતિક્રિયાઓનો દર આના સમાન હશે:
પરિણામે, હાઇડ્રોજન સાંદ્રતામાં ત્રણ વખત વધારો કર્યા પછી, પ્રતિક્રિયા દર 27 ગણો વધ્યો. સંતુલન, લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ, હાઇડ્રોજનની સાંદ્રતામાં ઘટાડો તરફ, એટલે કે જમણી તરફ સ્થળાંતર કરે છે.
ઝેડ સોંપણી 123.
પ્રતિક્રિયા આવી રહી છે N 2 + O 2 = 2NO સમીકરણ અનુસાર. પ્રતિક્રિયાની શરૂઆત પહેલાં પ્રારંભિક પદાર્થોની સાંદ્રતા = 0.049 mol/L, = 0.01 mol/L હતી. આ પદાર્થોની સાંદ્રતાની ગણતરી કરો જ્યારે = 0.005 mol/l. જવાબ: 0.0465 mol/l;
ઉકેલ:
= 0.0075 mol/l.
પ્રતિક્રિયા સમીકરણ છે:
પ્રતિક્રિયાના સમીકરણ પરથી તે અનુસરે છે કે NO ના 2 મોલની રચના માટે N2 અને O2 ના 1 મોલની જરૂર છે, એટલે કે, NO ની રચના માટે N2 અને O2 જેટલું અડધું જરૂરી છે. ઉપરના આધારે, એવું માની શકાય છે કે NO ના 0.005 mol ની રચના માટે N 2 અને O 2 ના 0.0025 mol ની જરૂર છે. પછી પ્રારંભિક પદાર્થોની અંતિમ સાંદ્રતા સમાન હશે:
અંતિમ = સંદર્ભ. – 0.0025 = 0.049 – 0.0025 = 0.0465 mol/l;
મર્યાદિત = સંદર્ભ. - 0.0025 = 0.01 – 0.0025 = 0.0075 mol/l.જવાબ:
મર્યાદિત = 0.0465 mol/l; મર્યાદિત = 0.0075 mol/l.
કાર્ય 124.
ઉકેલ:
= 0.0075 mol/l.
પ્રતિક્રિયા સમીકરણ N 2 + ZH 2 = 2NH 3 અનુસાર આગળ વધે છે. સામેલ પદાર્થોની સાંદ્રતા (mol/l): = 0.80;
= 1.5; = 0.10. હાઇડ્રોજન અને એમોનિયા = 0.5 mol/l ની સાંદ્રતાની ગણતરી કરો. જવાબ: = 0.70 mol/l; [H 2) = 0.60 mol/l. N2 + ZH2 = 2NH3 . સમીકરણ પરથી તે અનુસરે છે કે 1 mol N 2 mol NH 3 માંથી બને છે અને 3 mol H 2 વપરાય છે. આમ, પ્રતિક્રિયામાં નાઇટ્રોજનની ચોક્કસ રકમની ભાગીદારી સાથે, નાઇટ્રોજનની બમણી માત્રા રચાય છે.
વધુ
એમોનિયા અને ત્રણ ગણા વધુ હાઇડ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરશે. ચાલો નાઈટ્રોજનના જથ્થાની ગણતરી કરીએ જેણે પ્રતિક્રિયા આપી: 0.80 – 0.50 = 0.30 mol. ચાલો એમોનિયાના જથ્થાની ગણતરી કરીએ જે રચના કરવામાં આવી હતી: 0.3
2 = 0.6 મોલ. ચાલો પ્રતિક્રિયા કરેલ હાઇડ્રોજનની માત્રાની ગણતરી કરીએ: 0.3. 3 = 0.9 મોલ. હવે ચાલો રિએક્ટન્ટ્સની અંતિમ સાંદ્રતાની ગણતરી કરીએ:
મર્યાદિત = સંદર્ભ. - 0.0025 = 0.01 – 0.0025 = 0.0075 mol/l.મર્યાદિત = 0.10 + 0.60 = 0.70 મોલ;
[H 2]ફાઇનલ = 1.5 - 0.90 = 0.60 મોલ;
મર્યાદિત = 0.80 - 0.50 = 0.30 મોલ.
= 0.70 mol/l; [H 2) = 0.60 mol/l.
ઝડપ, પ્રતિક્રિયા દરનું તાપમાન ગુણાંક કાર્ય 125.પ્રતિક્રિયા અને તેનો દર = 0.03 mol/l. જવાબ: 3.2 .
10 -4 , 1,92 .
10 -4
ઉકેલ:
= 0.0075 mol/l.
H 2 + I 2 = 2HI
પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોની પ્રારંભિક સાંદ્રતા પર, સામૂહિક ક્રિયાના કાયદા અનુસાર, પ્રારંભિક પદાર્થોની સાંદ્રતા દર્શાવતી વખતે પ્રતિક્રિયા દર સમાન હશે: [H 2 ] = a, = b
V pr = k ab = 0,16 . 0,04 . 0,05 = 3,2 . 10 -4 .
ચાલો હાઇડ્રોજનના જથ્થાની ગણતરી કરીએ જેણે પ્રતિક્રિયા આપી જો તેની સાંદ્રતા બદલાઈ અને 0.03 mol/l થઈ, તો આપણને મળે છે: 0.04 - 0.03 = 0.01 mol. પ્રતિક્રિયા સમીકરણ પરથી તે અનુસરે છે કે હાઇડ્રોજન અને આયોડિન એકબીજા સાથે 1: 1 ના ગુણોત્તરમાં પ્રતિક્રિયા આપે છે, જેનો અર્થ છે કે આયોડિનનો 0.01 મોલ પણ પ્રતિક્રિયામાં દાખલ થયો હતો. આથી, આયોડિનની અંતિમ સાંદ્રતા છે: 0.05 -0.01 = 0.04 mol. નવી સાંદ્રતામાં, પ્રત્યક્ષ પ્રતિક્રિયાનો દર બરાબર હશે:
જવાબ: 3.2 . 10 -4 , 1,92 . 10 -4 .
કાર્ય 126.
જો તાપમાન 120 થી 80 ° સે સુધી ઘટાડવામાં આવે તો ગેસ તબક્કામાં થતી પ્રતિક્રિયાનો દર કેટલી વાર ઘટશે તેની ગણતરી કરો. તાપમાન ગુણાંકપ્રતિક્રિયા ઝડપ Z.
ઉકેલ:
ઝડપ પર નિર્ભરતા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાતાપમાન પર સૂત્ર અનુસાર પ્રયોગમૂલક વેનટ હોફ નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
તેથી, પ્રતિક્રિયા દર; 800 C 0 પર 1200 C 0 પર પ્રતિક્રિયા દર 81 ગણો ઓછો છે.
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દર- પ્રતિક્રિયા અવકાશના એકમમાં સમયના એકમ દીઠ પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોમાંથી એકની માત્રામાં ફેરફાર.
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાની ગતિ નીચેના પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે:
- પ્રતિક્રિયા આપતા પદાર્થોની પ્રકૃતિ;
- રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતા;
- પ્રતિક્રિયા આપતા પદાર્થોની સંપર્ક સપાટી (વિજાતીય પ્રતિક્રિયાઓમાં);
- તાપમાન;
- ઉત્પ્રેરકની ક્રિયા.
સક્રિય અથડામણ થિયરીઅમને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દર પર ચોક્કસ પરિબળોના પ્રભાવને સમજાવવા માટે પરવાનગી આપે છે. આ સિદ્ધાંતની મુખ્ય જોગવાઈઓ:
- પ્રતિક્રિયાઓ ત્યારે થાય છે જ્યારે ચોક્કસ ઊર્જા ધરાવતા રિએક્ટન્ટના કણો અથડાતા હોય છે.
- રીએજન્ટના વધુ કણો, તેઓ એકબીજાની નજીક છે વધુ તકોતેઓ અથડામણ અને પ્રતિક્રિયા છે.
- માત્ર અસરકારક અથડામણો પ્રતિક્રિયા તરફ દોરી જાય છે, એટલે કે. તે જેમાં "જૂના જોડાણો" નાશ પામે છે અથવા નબળા પડે છે અને તેથી "નવા જોડાણો" રચી શકાય છે. આ કરવા માટે, કણોમાં પૂરતી ઊર્જા હોવી આવશ્યક છે.
- રિએક્ટન્ટ કણોની અસરકારક અથડામણ માટે જરૂરી ન્યૂનતમ વધારાની ઊર્જા કહેવાય છે સક્રિયકરણ ઊર્જા Ea.
- પ્રવૃત્તિ રસાયણોતેમને સંડોવતા પ્રતિક્રિયાઓની ઓછી સક્રિયકરણ ઊર્જામાં પોતાને પ્રગટ કરે છે. સક્રિયકરણ ઉર્જા જેટલી ઓછી, પ્રતિક્રિયા દર તેટલો ઊંચો.ઉદાહરણ તરીકે, કેશન અને આયન વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાઓમાં, સક્રિયકરણ ઊર્જા ખૂબ ઓછી હોય છે, તેથી આવી પ્રતિક્રિયાઓ લગભગ તરત જ થાય છે.
પ્રતિક્રિયા દર પર પ્રતિક્રિયાકર્તાઓની સાંદ્રતાનો પ્રભાવ
જેમ જેમ રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતા વધે છે તેમ, પ્રતિક્રિયા દર વધે છે. પ્રતિક્રિયા થાય તે માટે, બે રાસાયણિક કણો એકસાથે આવવા જોઈએ, તેથી પ્રતિક્રિયાનો દર તેમની વચ્ચેની અથડામણની સંખ્યા પર આધારિત છે. આપેલ વોલ્યુમમાં કણોની સંખ્યામાં વધારો વધુ વારંવાર અથડામણ અને પ્રતિક્રિયા દરમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે.
ગેસ તબક્કામાં થતી પ્રતિક્રિયાના દરમાં વધારો દબાણમાં વધારો અથવા મિશ્રણ દ્વારા કબજે કરેલા વોલ્યુમમાં ઘટાડો થવાને કારણે થશે.
1867 માં પ્રાયોગિક ડેટાના આધારે, નોર્વેજીયન વૈજ્ઞાનિકો કે. ગુલ્ડબર્ગ અને પી. વેજ, અને તેમાંથી સ્વતંત્ર રીતે 1865 માં, રશિયન વૈજ્ઞાનિક એન.આઈ. બેકેટોવે રાસાયણિક ગતિશાસ્ત્રના મૂળભૂત કાયદાની રચના કરી, સ્થાપના કરી રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતા પર પ્રતિક્રિયા દરની અવલંબન -
સામૂહિક કાર્યવાહીનો કાયદો (LMA):
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર પ્રતિક્રિયાના સમીકરણમાં તેમના ગુણાંકની સમાન શક્તિઓમાં લેવામાં આવતા પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોની સાંદ્રતાના ઉત્પાદનના પ્રમાણસર છે. ("અસરકારક માસ" એ સમાનાર્થી છે આધુનિક ખ્યાલ"એકાગ્રતા")
aA +bB =cС +ડીડી,જ્યાં k- પ્રતિક્રિયા દર સ્થિર
ZDM માત્ર એક તબક્કામાં થતી પ્રાથમિક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે કરવામાં આવે છે. જો પ્રતિક્રિયા અનેક તબક્કાઓમાંથી ક્રમિક રીતે આગળ વધે છે, તો સમગ્ર પ્રક્રિયાની કુલ ઝડપ તેના સૌથી ધીમા ભાગ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ઝડપ માટે અભિવ્યક્તિઓ વિવિધ પ્રકારોપ્રતિક્રિયાઓ
ZDM નો ઉલ્લેખ કરે છે સજાતીય પ્રતિક્રિયાઓ. જો પ્રતિક્રિયા વિજાતીય હોય (રીએજન્ટ અલગ હોય છે એકત્રીકરણની સ્થિતિઓ), તો ZDM સમીકરણમાં માત્ર પ્રવાહી અથવા માત્ર વાયુયુક્ત રીએજન્ટનો સમાવેશ થાય છે, અને ઘન રાશિઓને બાકાત રાખવામાં આવે છે, જે માત્ર દર સ્થિર k ને અસર કરે છે.
પ્રતિક્રિયાની પરમાણુતાપ્રાથમિકમાં ભાગ લેતા અણુઓની ન્યૂનતમ સંખ્યા છે રાસાયણિક પ્રક્રિયા. પરમાણુઓના આધારે, પ્રાથમિક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને મોલેક્યુલર (A →) અને બાયમોલેક્યુલર (A + B →) માં વિભાજિત કરવામાં આવે છે; ટ્રાઇમોલેક્યુલર પ્રતિક્રિયાઓ અત્યંત દુર્લભ છે.
વિજાતીય પ્રતિક્રિયાઓનો દર
- પર આધાર રાખે છે પદાર્થો વચ્ચેના સંપર્કનો સપાટી વિસ્તાર, એટલે કે પદાર્થોના ગ્રાઇન્ડીંગની ડિગ્રી અને રીએજન્ટ્સના મિશ્રણની સંપૂર્ણતા પર.
- એક ઉદાહરણ લાકડું બર્નિંગ છે. આખો લોગ હવામાં પ્રમાણમાં ધીરે ધીરે બળે છે. જો તમે લાકડા અને હવા વચ્ચેના સંપર્કની સપાટીને વધારશો, લોગને ચિપ્સમાં વિભાજીત કરો છો, તો બર્નિંગ રેટ વધશે.
- ફિલ્ટર પેપરની શીટ પર પાયરોફોરિક આયર્ન રેડવામાં આવે છે. પતન દરમિયાન, લોખંડના કણો ગરમ થઈ જાય છે અને કાગળને આગ લગાડે છે.
પ્રતિક્રિયા દર પર તાપમાનની અસર
19મી સદીમાં, ડચ વૈજ્ઞાનિક વેનટ હોફે પ્રાયોગિક ધોરણે શોધ્યું કે તાપમાનમાં 10 o C ના વધારા સાથે, ઘણી પ્રતિક્રિયાઓના દરો 2-4 ગણો વધી જાય છે.
વેન્ટ હોફનો નિયમ
તાપમાનમાં દર 10 ◦ સેલ્સિયસના વધારા માટે, પ્રતિક્રિયા દર 2-4 ગણો વધે છે.
અહીં γ ( ગ્રીક અક્ષર"ગામા") - કહેવાતા તાપમાન ગુણાંક અથવા વેનટ હોફ ગુણાંક, 2 થી 4 સુધીના મૂલ્યો લે છે.
દરેક ચોક્કસ પ્રતિક્રિયા માટે, તાપમાન ગુણાંક પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે. તે દર્શાવે છે કે દર 10 ડિગ્રી તાપમાનના વધારા સાથે આપેલ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર (અને તેનો દર સતત) કેટલી વખત વધે છે.
વેન્ટ હોફના નિયમનો ઉપયોગ તાપમાનમાં વધારો અથવા ઘટાડાની સાથે પ્રતિક્રિયા દર સ્થિરતામાં અંદાજિત ફેરફાર કરવા માટે થાય છે. વધુ ચોક્કસ ગુણોત્તરસ્વીડિશ રસાયણશાસ્ત્રી સ્વાંતે આર્હેનિયસે દર સ્થિરતા અને તાપમાન વચ્ચે સ્થાપિત કર્યું:
કેવી રીતે વધુઇ ચોક્કસ પ્રતિક્રિયા, તેથી ઓછું(આપેલ તાપમાને) આ પ્રતિક્રિયાનો દર સ્થિર k (અને દર) હશે. T માં વધારો દર સ્થિરતામાં વધારો તરફ દોરી જાય છે, આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે તાપમાનમાં વધારો સક્રિયકરણ અવરોધ Ea ને દૂર કરવામાં સક્ષમ "ઊર્જાવાન" અણુઓની સંખ્યામાં ઝડપી વધારો તરફ દોરી જાય છે.
પ્રતિક્રિયા દર પર ઉત્પ્રેરકની અસર
તમે વિશિષ્ટ પદાર્થોનો ઉપયોગ કરીને પ્રતિક્રિયાના દરને બદલી શકો છો જે પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિમાં ફેરફાર કરે છે અને તેને ઓછી સક્રિયકરણ ઊર્જા સાથે ઉત્સાહી રીતે વધુ અનુકૂળ માર્ગ પર દિશામાન કરે છે.
ઉત્પ્રેરક- આ એવા પદાર્થો છે જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયામાં ભાગ લે છે અને તેની ગતિમાં વધારો કરે છે, પરંતુ પ્રતિક્રિયાના અંતે તેઓ ગુણાત્મક અને જથ્થાત્મક રીતે યથાવત રહે છે.
અવરોધકો- પદાર્થો કે જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ધીમું કરે છે.
ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરીને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દર અથવા તેની દિશા બદલવાને કહેવામાં આવે છે ઉત્પ્રેરક .
વ્યાખ્યા
રાસાયણિક ગતિશાસ્ત્ર- રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના દર અને પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ.
પ્રતિક્રિયા દરોનો અભ્યાસ, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દરને પ્રભાવિત કરતા પરિબળો પરનો ડેટા મેળવવો, તેમજ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ પ્રાયોગિક રીતે હાથ ધરવામાં આવે છે.
વ્યાખ્યા
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દર- સિસ્ટમના સતત વોલ્યુમ સાથે એકમ સમય દીઠ એક રિએક્ટન્ટ અથવા પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની સાંદ્રતામાં ફેરફાર.
ઝડપ સજાતીય અને વિજાતીય પ્રતિક્રિયાઓઅલગ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દરના માપની વ્યાખ્યા લખી શકાય છે ગાણિતિક સ્વરૂપ. સજાતીય પ્રણાલીમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર ગણીએ, n B એ પ્રતિક્રિયાના પરિણામે આવતા કોઈપણ પદાર્થોના મોલ્સની સંખ્યા હોઈ શકે, V સિસ્ટમનું પ્રમાણ અને સમય હોઈ શકે. પછી મર્યાદામાં:
આ સમીકરણને સરળ બનાવી શકાય છે - પદાર્થની માત્રા અને વોલ્યુમનો ગુણોત્તર એ પદાર્થ n B / V = c B ની દાઢ સાંદ્રતા છે, જેમાંથી dn B / V = dc B અને છેલ્લે:
વ્યવહારમાં, એક અથવા વધુ પદાર્થોની સાંદ્રતા ચોક્કસ સમય અંતરાલ પર માપવામાં આવે છે. પ્રારંભિક પદાર્થોની સાંદ્રતા સમય જતાં ઘટે છે, અને ઉત્પાદનોની સાંદ્રતા વધે છે (ફિગ. 1).
ચોખા. 1. સમય સાથે પ્રારંભિક પદાર્થ (a) અને પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદન (b) ની સાંદ્રતામાં ફેરફાર
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દરને અસર કરતા પરિબળો
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દરને પ્રભાવિત કરતા પરિબળો છે: પ્રતિક્રિયાઓની પ્રકૃતિ, તેમની સાંદ્રતા, તાપમાન, સિસ્ટમમાં ઉત્પ્રેરકની હાજરી, દબાણ અને વોલ્યુમ (ગેસ તબક્કામાં).
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દર પર એકાગ્રતાનો પ્રભાવ રાસાયણિક ગતિશાસ્ત્રના મૂળભૂત કાયદા સાથે સંકળાયેલો છે - માસ એક્શનનો કાયદો (LMA): રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર વધેલા પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોની સાંદ્રતાના ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણસર છે. તેમના stoichiometric ગુણાંકની શક્તિ સુધી. ZDM વિજાતીય પ્રણાલીઓમાં ઘન તબક્કામાં પદાર્થોની સાંદ્રતાને ધ્યાનમાં લેતું નથી.
પ્રતિક્રિયા માટે mA +nB = pC +qD ગાણિતિક અભિવ્યક્તિ DMA લખવામાં આવશે:
K × C A m × C B n
K × [A] m × [B] n,
જ્યાં k એ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર સ્થિર છે, જે 1 mol/l ના રિએક્ટન્ટની સાંદ્રતા પર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર છે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દરથી વિપરીત, k એ રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતા પર આધારિત નથી. ઉચ્ચ k, પ્રતિક્રિયા ઝડપથી આગળ વધે છે.
તાપમાન પર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દરની અવલંબન વેન્ટ હોફ નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. વેન્ટ હોફનો નિયમ: તાપમાનમાં દર દસ ડિગ્રીના વધારા માટે, મોટાભાગની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનો દર લગભગ 2 થી 4 ગણો વધે છે. ગાણિતિક અભિવ્યક્તિ:
(T 2) = (T 1) × (T2-T1)/10,
વેન હોફ તાપમાન ગુણાંક ક્યાં છે, જ્યારે તાપમાન 10 o C વધે ત્યારે પ્રતિક્રિયા દર કેટલી વખત વધે છે તે દર્શાવે છે.
મોલેક્યુલારિટી અને પ્રતિક્રિયા ક્રમ
પ્રતિક્રિયાની પરમાણુતા એક સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા (પ્રાથમિક કાર્યમાં ભાગ લેનારા) પરમાણુઓની ન્યૂનતમ સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ત્યાં છે:
- મોનોમોલેક્યુલર પ્રતિક્રિયાઓ (ઉદાહરણ છે વિઘટન પ્રતિક્રિયાઓ)
N 2 O 5 = 2NO 2 + 1/2O 2
K × C, -dC/dt = kC
જો કે, આ સમીકરણનું પાલન કરતી તમામ પ્રતિક્રિયાઓ મોનોમોલેક્યુલર નથી.
- બાયમોલેક્યુલર
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH = CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
K × C 1 × C 2 , -dC/dt = k × C 1 × C 2
- ટ્રિમોલેક્યુલર (ખૂબ જ દુર્લભ).
પ્રતિક્રિયાની પરમાણુતા તેની સાચી પદ્ધતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયાના સમીકરણ લખીને તેની પરમાણુતા નક્કી કરવી અશક્ય છે.
પ્રતિક્રિયાનો ક્રમ પ્રકાર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે ગતિ સમીકરણપ્રતિક્રિયાઓ તેમણે સરવાળો સમાનઆ સમીકરણમાં સાંદ્રતાની ડિગ્રીના સૂચક. ઉદાહરણ તરીકે:
CaCO 3 = CaO + CO 2
K × C 1 2 × C 2 – ત્રીજો ક્રમ
પ્રતિક્રિયાનો ક્રમ અપૂર્ણાંક હોઈ શકે છે. આ કિસ્સામાં, તે પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે. જો પ્રતિક્રિયા એક તબક્કામાં આગળ વધે છે, તો પ્રતિક્રિયાનો ક્રમ અને તેની પરમાણુતા એકરૂપ થાય છે, જો ઘણા તબક્કામાં હોય, તો ક્રમ સૌથી ધીમા તબક્કા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને આ પ્રતિક્રિયાની પરમાણુતા સમાન છે.
સમસ્યા હલ કરવાના ઉદાહરણો
ઉદાહરણ 1
| વ્યાયામ | પ્રતિક્રિયા 2A + B = 4C સમીકરણ અનુસાર આગળ વધે છે. પદાર્થ A ની પ્રારંભિક સાંદ્રતા 0.15 mol/l છે, અને 20 સેકન્ડ પછી તે 0.12 mol/l છે. સરેરાશ પ્રતિક્રિયા દરની ગણતરી કરો. |
| ઉકેલ | ચાલો ગણતરી માટે સૂત્ર લખીએ સરેરાશ ઝડપરાસાયણિક પ્રતિક્રિયા: રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનો દર રસાયણશાસ્ત્રની શાખા જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના દર અને પદ્ધતિનો અભ્યાસ કરે છે તેને રાસાયણિક ગતિશાસ્ત્ર કહેવામાં આવે છે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર એ પ્રતિક્રિયા અવકાશના એકમમાં સમયના એકમ દીઠ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની પ્રાથમિક ક્રિયાઓની સંખ્યા છે. આ વ્યાખ્યા સજાતીય અને વિજાતીય બંને પ્રક્રિયાઓ માટે માન્ય છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, પ્રતિક્રિયા જગ્યા એ પ્રતિક્રિયા જહાજનું પ્રમાણ છે, અને બીજામાં, તે સપાટી કે જેના પર પ્રતિક્રિયા થાય છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એકમ સમય દીઠ રીએજન્ટ અથવા પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની સાંદ્રતાને બદલે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રતિક્રિયામાં ભાગ લેતા તમામ પદાર્થોની સાંદ્રતામાં ફેરફારોને મોનિટર કરવાની કોઈ જરૂર નથી, કારણ કે તેનું સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક સમીકરણ રીએજન્ટ્સની સાંદ્રતા વચ્ચેનો સંબંધ સ્થાપિત કરે છે. રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતા મોટે ભાગે 1 લિટર (mol/L) માં મોલ્સની સંખ્યા તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોની પ્રકૃતિ, સાંદ્રતા, તાપમાન, પદાર્થોની સંપર્ક સપાટીનું કદ, ઉત્પ્રેરકની હાજરી અને અન્ય પર આધારિત છે. , અને મોનોમોલેક્યુલર પ્રતિક્રિયા વિશે વાત કરો; જ્યારે પ્રાથમિક કાર્યમાં બેની અથડામણ થાય છે વિવિધ અણુઓ, અવલંબન નીચેના સ્વરૂપ ધરાવે છે: u - k[A][B], અને તેઓ બાયમોલેક્યુલર પ્રતિક્રિયા વિશે વાત કરે છે; જ્યારે પ્રાથમિક કાર્યમાં ત્રણ અણુઓની અથડામણ થાય છે, ત્યારે એકાગ્રતા પર ઝડપની અવલંબન સાચી છે: v - k[A] [B] [C], અને તેઓ ત્રિપરમાણિક પ્રતિક્રિયાની વાત કરે છે. તમામ વિશ્લેષિત નિર્ભરતાઓમાં: v - પ્રતિક્રિયા દર; [એ], [બી], [સી] - પ્રતિક્રિયા આપતા પદાર્થોની સાંદ્રતા; k - પ્રમાણસરતા ગુણાંક; પ્રતિક્રિયા દર સ્થિર કહેવાય છે. v = k, જ્યારે રિએક્ટન્ટ્સ અથવા તેમના ઉત્પાદનની સાંદ્રતા એકતા સમાન હોય છે. રેટ કોન્સ્ટન્ટ રિએક્ટન્ટની પ્રકૃતિ અને તાપમાન પર આધાર રાખે છે. ઝડપ પર નિર્ભરતા સરળ પ્રતિક્રિયાઓ(એટલે કે, એક પ્રાથમિક અધિનિયમ દ્વારા થતી પ્રતિક્રિયાઓ) એકાગ્રતા પર કે. ગુલ્ડબર્ગ અને પી. વેજ દ્વારા 1867 માં સ્થાપિત સામૂહિક ક્રિયાના કાયદા દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે: રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર પ્રતિક્રિયાની સાંદ્રતાના ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. પદાર્થો તેમના stoichiometric ગુણાંકની શક્તિ સુધી વધે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રતિક્રિયા માટે 2NO + 02 = 2N02; v - k2 અને ત્રણ ગણો વધશે શોધો: ઉકેલ: 1) પ્રતિક્રિયા સમીકરણ લખો: 2СО + 02 = 2С02. સામૂહિક ક્રિયાના કાયદા અનુસાર v - k[C0]2. 2) ચાલો [CO] = a; = b, પછી: v = k a2 b. 3) જ્યારે પ્રારંભિક પદાર્થોની સાંદ્રતા 3 ગણી વધે છે, ત્યારે આપણે મેળવીએ છીએ: [CO] = 3a, a = 3b. 4) પ્રતિક્રિયા u1 ની ઝડપની ગણતરી કરો: - k9a23b - k27a% a if k27 D2b 27 v k a2b જવાબ: 27 વખત. ઉદાહરણ 3 જ્યારે તાપમાન 40 °C વધે ત્યારે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર કેટલી વખત વધશે જો પ્રતિક્રિયા દરનો તાપમાન ગુણાંક 3 હોય? આપેલ: at = 40 °C Y - 3 શોધો: 2 ઉકેલ: 1) Van't Hoff ના નિયમ મુજબ: h-U vt2 = vh y 10, 40 અને, - vt > 3 10 - vt -81. 2 1 1 જવાબ: 81 વખત. ઉદાહરણ 4 પદાર્થો A અને B વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા 2A + B * "C યોજના અનુસાર આગળ વધે છે. પદાર્થ A ની સાંદ્રતા 10 mol/l છે, અને પદાર્થ B 6 mol/l છે. પ્રતિક્રિયા દર સ્થિરાંક 0.8 l2 4 mol"2 sec"1 છે. માં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દરની ગણતરી કરો પ્રારંભિક ક્ષણ, તેમજ તે સમયે જ્યારે 60% પદાર્થ B પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં રહે છે: k - 0.8 l2 mol"2 sec"1 [A] = 10 mol/l [B] = 6 mol/l શોધો: " શરૂઆત ! ^ ઉકેલ: 1) પ્રારંભિક ક્ષણે પ્રતિક્રિયા દર શોધો: v - k[A]2 [B], r> = 0.8 102 b - 480 mol - l sec"1. શરૂઆત 2) થોડા સમય પછી, 60% પદાર્થ B પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં રહેશે પછી: તેથી, [B] ઘટ્યો: 6 - 3.6 = 2.4 mol/l. 3) પ્રતિક્રિયાના સમીકરણ પરથી તે અનુસરે છે કે પદાર્થો A અને B 2:1 ના ગુણોત્તરમાં એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તેથી [A] 4.8 mol/l થી ઘટ્યો અને તે સમાન બન્યો: [A] = 10 - 4.8 = 5.2 mol /l. 4) ગણતરી કરો જો: d) = 0.8 * 5.22 3.6 = 77.9 mol l "1 * sec"1. જવાબ: g>begin ~ 480 mol l sec"1, g/ = 77.9 mol l-1 sec"1. ઉદાહરણ 5 30 °C તાપમાને પ્રતિક્રિયા 2 મિનિટમાં આગળ વધે છે. 60 °C ના તાપમાને આ પ્રતિક્રિયા પૂર્ણ થવામાં કેટલો સમય લાગશે, જો આ તાપમાન શ્રેણીમાં પ્રતિક્રિયા દરનો તાપમાન ગુણાંક 2 છે? આપેલ: t1 = 30 °C t2 = 60 °C 7 = 2 t = 2 મિનિટ = 120 સેકન્ડ શોધો: h ઉકેલ: 1) વાન'ટ હોફ નિયમ અનુસાર: vt - = y 1 vt - = 23 = 8 Vt 2) પ્રતિક્રિયાની ગતિ પ્રતિક્રિયા સમયના વિપરિત પ્રમાણસર છે, તેથી: જવાબ: t = 15 સે. સ્વતંત્ર ઉકેલ માટે પ્રશ્નો અને કાર્યો 1. પ્રતિક્રિયા દર વ્યાખ્યાયિત કરો. વિવિધ દરે થતી પ્રતિક્રિયાઓના ઉદાહરણો આપો. 2. સિસ્ટમના સતત વોલ્યુમ પર થતી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના સાચા દર માટેની અભિવ્યક્તિ નીચે પ્રમાણે લખવામાં આવે છે: dC v = ±--. d t સૂચવો કે કયા કિસ્સાઓમાં હકારાત્મક જરૂરી છે, અને જેમાં - નકારાત્મક સંકેતોઅભિવ્યક્તિની જમણી બાજુએ. 3. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર કયા પરિબળો પર આધાર રાખે છે? 4. સક્રિયકરણ ઊર્જા શું કહેવાય છે? રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દરને કયું પરિબળ પ્રભાવિત કરે છે? 5. વધતા તાપમાન સાથે પ્રતિક્રિયા દરમાં મજબૂત વધારો શું સમજાવે છે? 6. રાસાયણિક ગતિશાસ્ત્રના મૂળભૂત કાયદાને વ્યાખ્યાયિત કરો - સામૂહિક ક્રિયાનો કાયદો. કોણે અને ક્યારે ઘડ્યું? 7. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના સ્થિર દરને શું કહેવાય છે અને તે કયા પરિબળો પર આધારિત છે? 8. ઉત્પ્રેરક શું છે અને તે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દરને કેવી રીતે અસર કરે છે? 9. પ્રક્રિયાઓના ઉદાહરણો આપો જેમાં અવરોધકોનો ઉપયોગ થાય છે. 10. પ્રમોટર્સ શું છે અને તેનો ક્યાં ઉપયોગ થાય છે? 11. કયા પદાર્થોને “કહેવાય છે. ઉત્પ્રેરક ઝેર"? આવા પદાર્થોના ઉદાહરણો આપો. 12. સજાતીય અને વિજાતીય ઉત્પ્રેરક શું છે? ગેસ મિશ્રણ 2 વખત? 14. જ્યારે તાપમાન 10 °C થી 40 °C સુધી વધે ત્યારે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર કેટલી વખત વધશે, જો તે જાણીતું હોય કે તાપમાનમાં 10 °C ના વધારા સાથે પ્રતિક્રિયા દર 2 ગણો વધશે? 15. તાપમાનમાં દર 10 °C ના વધારા સાથે A + B = C પ્રતિક્રિયા દર ત્રણ ગણો વધે છે. જ્યારે તાપમાન 50 °C વધે છે ત્યારે પ્રતિક્રિયા દર કેટલી વખત વધશે? 16. જો પ્રારંભિક પદાર્થોની સાંદ્રતામાં 4 ગણો વધારો કરવામાં આવે તો હાઇડ્રોજન અને બ્રોમિન વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાનો દર કેટલી વખત વધશે? 17. જ્યારે તાપમાન 40 °C (y = 2) વધે ત્યારે પ્રતિક્રિયા દર કેટલી વાર વધશે? 18. જો સિસ્ટમમાં દબાણ બમણું થાય તો પ્રતિક્રિયા 2NO + 02 ^ 2N02 નો દર કેવી રીતે બદલાશે? 19. N2 + 3H2^2NH3 સિસ્ટમમાં હાઇડ્રોજનની સાંદ્રતા કેટલી વખત વધારવી જોઈએ જેથી પ્રતિક્રિયા દર 125 ગણો વધે? 20. નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ (II) અને ક્લોરિન વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા 2NO + C12 2NOC1 સમીકરણ અનુસાર આગળ વધે છે; પ્રતિક્રિયા દર કેવી રીતે બદલાશે જ્યારે: a) નાઈટ્રિક ઑકસાઈડની સાંદ્રતા બમણી થાય છે; b) ક્લોરિન સાંદ્રતા બમણી; c) બંને પદાર્થોની સાંદ્રતા બમણી છે? . 21. 150 °C પર, કેટલીક પ્રતિક્રિયા 16 મિનિટમાં સમાપ્ત થાય છે. 2.5 ની બરાબર તાપમાન ગુણાંક લઈને, તે સમયગાળાની ગણતરી કરો કે જેના પછી સમાન પ્રતિક્રિયા 80 °C પર સમાપ્ત થશે. 22. પ્રતિક્રિયા દર 32 ગણો વધવા માટે તાપમાન કેટલા ડિગ્રી વધારવું જોઈએ? પ્રતિક્રિયા દરનું તાપમાન ગુણાંક 2. 23 છે. 30 °C પર, પ્રતિક્રિયા 3 મિનિટમાં આગળ વધે છે. જો પ્રતિક્રિયા દરનું તાપમાન ગુણાંક 3. 24 હોય તો 50 °C પર સમાન પ્રતિક્રિયા થવામાં કેટલો સમય લાગશે. 40 °C ના તાપમાને પ્રતિક્રિયા 36 મિનિટ લે છે, અને 60 °C પર - 4 મિનિટમાં . પ્રતિક્રિયા દરના તાપમાન ગુણાંકની ગણતરી કરો. 25. 10 °C પર પ્રતિક્રિયા દર 2 mol/l છે. જો પ્રતિક્રિયા દરનું તાપમાન ગુણાંક 2 હોય તો 50 °C પર આ પ્રતિક્રિયાના દરની ગણતરી કરો. પ્રતિક્રિયા એ તેમના સ્ટોઇકોમેટ્રિક ગુણાંકની સમાન શક્તિઓમાં પ્રારંભિક પદાર્થોની સાંદ્રતાના ઉત્પાદનના પ્રમાણમાં છે. O = K-s[A]t. c [B]p, જ્યાં c [A] અને c [B] એ પદાર્થો A અને B ની દાઢ સાંદ્રતા છે, K એ પ્રમાણસરતા ગુણાંક છે, જેને પ્રતિક્રિયા દર સ્થિર કહેવાય છે. તાપમાનની અસર તાપમાન પર પ્રતિક્રિયા દરની અવલંબન વેન્ટ હોફના નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે મુજબ, તાપમાનમાં દર 10 સેના વધારા સાથે, મોટાભાગની પ્રતિક્રિયાઓનો દર 2-4 ગણો વધે છે. ગાણિતિક રીતે, આ અવલંબન સંબંધ દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે: જ્યાં અને i)t, i>t એ અનુક્રમે પ્રારંભિક (t:) અને અંતિમ (t2) તાપમાને પ્રતિક્રિયા દર છે અને y એ પ્રતિક્રિયા દરનો તાપમાન ગુણાંક છે, જે દર્શાવે છે કે પ્રતિક્રિયા દર કેટલી વખત વધે છે રિએક્ટન્ટ્સના તાપમાનમાં 10 °C ના વધારા સાથે. ઉદાહરણ 1. પ્રક્રિયાઓ માટે રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતા પર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દરની અવલંબન માટે અભિવ્યક્તિ લખો: a) H2 4- J2 -» 2HJ (ગેસ તબક્કામાં); b) Ba2+ 4- S02-= BaS04 (સોલ્યુશનમાં); c) CaO 4- C02 -» CaC03 (સોલિડની ભાગીદારી સાથે પદાર્થો). ઉકેલ. v = K-c(H2)c(J2); v = K-c(Ba2+)-c(S02); v = Kc(C02). ઉદાહરણ 2. 2A + B2^± 2AB, બંધ વાસણમાં પરમાણુઓ વચ્ચે સીધી રીતે થતી પ્રતિક્રિયાનો દર, જો દબાણ 4 ગણો વધારશે તો તેનો દર કેવી રીતે બદલાશે? પરમાણુઓની ક્રિયાના નિયમ અનુસાર, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર પ્રતિક્રિયા કરતા પદાર્થોના દાઢ સાંદ્રતાના ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે: v = K-c[A]m.c[B]n. જહાજમાં દબાણ વધારીને, આપણે ત્યાં રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતા વધારીએ છીએ. A અને B ની પ્રારંભિક સાંદ્રતા c[A] = a, c[B] = b ની સમાન થવા દો. પછી = Ka2b. દબાણમાં 4 ગણો વધારો થવાને કારણે, દરેક રીએજન્ટની સાંદ્રતા પણ 4 ગણી વધી છે અને સ્ટીલ c[A] = 4a, c[B] = 4b. આ સાંદ્રતામાં: vt = K(4a)2-4b = K64a2b. K નું મૂલ્ય બંને કિસ્સાઓમાં સમાન છે. આપેલ પ્રતિક્રિયા માટે સતત દર એ સંખ્યાત્મક રીતે, સ્થિર મૂલ્ય છે ઝડપ જેટલીપર પ્રતિક્રિયાઓ દાઢ સાંદ્રતા 1 ની સમાન રિએક્ટન્ટ્સ. v અને vl9 ની સરખામણી કરતાં આપણે જોઈએ છીએ કે પ્રતિક્રિયા દર 64 ગણો વધ્યો છે. ઉદાહરણ 3. જ્યારે તાપમાન 0°C થી 50°C સુધી વધે છે ત્યારે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર કેટલી વખત વધશે, જ્યારે તાપમાનના ગુણાંકને ત્રણની બરાબર લે છે? રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર તે કયા તાપમાને થાય છે તેના પર આધાર રાખે છે. જ્યારે તાપમાન 10 ° સે વધે છે, ત્યારે પ્રતિક્રિયા દર 2-4 ગણો વધશે. જો તાપમાન ઘટે છે, તો તે સમાન પ્રમાણમાં ઘટે છે. જ્યારે તાપમાન 10 °C વધે છે ત્યારે પ્રતિક્રિયા દર કેટલી વખત વધે છે તે દર્શાવતી સંખ્યાને પ્રતિક્રિયાના તાપમાન ગુણાંક કહેવામાં આવે છે. ગાણિતિક સ્વરૂપમાં, તાપમાન પર પ્રતિક્રિયા દરમાં ફેરફારની અવલંબન સમીકરણ દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે: તાપમાન 50 °C અને y = 3 વધે છે. આ મૂલ્યોને બદલો ^5о°с = ^о°с "3у = "00оС? 3 = v0oC ? 243. ઝડપ 243 ગણી વધે છે. ઉદાહરણ 4. 50 °C ના તાપમાન પર પ્રતિક્રિયા 3 મિનિટ 20 સે.માં આગળ વધે છે. પ્રતિક્રિયા દરનું તાપમાન ગુણાંક 3 છે. 30 અને 100 °C પર આ પ્રતિક્રિયા પૂર્ણ થવામાં કેટલો સમય લાગશે? જ્યારે તાપમાન 50 થી 100 °C સુધી વધે છે, ત્યારે પ્રતિક્રિયા દર વૅન્ટ હોફના નિયમ અનુસાર નીચેની સંખ્યા દ્વારા વધે છે: H _ 10 „O 10 - Q3 U yu = z yu = z* = 243 વખત. જો 50 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર પ્રતિક્રિયા 200 સે (3 મિનિટ 20 સે) માં સમાપ્ત થાય છે, તો 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર તે 200/ માં સમાપ્ત થશે 243 = 0.82 સે. 30 ° સે પર પ્રતિક્રિયા દર ઘટે છે 3 10 = 32 = 9 વખત સીવે છે અને પ્રતિક્રિયા 200 * 9 = 1800 s માં સમાપ્ત થાય છે, એટલે કે. 30 મિનિટમાં. ઉદાહરણ 5. નાઇટ્રોજન અને હાઇડ્રોજનની પ્રારંભિક સાંદ્રતા અનુક્રમે 2 અને 3 *mol/l છે. જ્યારે 0.5 mol/L નાઇટ્રોજન પ્રતિક્રિયા આપે છે ત્યારે આ પદાર્થોની સાંદ્રતા કેટલી હશે? ચાલો પ્રતિક્રિયા સમીકરણ લખીએ: N2 + ZH2 2NH3, ગુણાંક દર્શાવે છે કે નાઇટ્રોજન 1:3 ના દાઢ ગુણોત્તરમાં હાઇડ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. તેના આધારે, અમે ગુણોત્તર બનાવીએ છીએ: નાઇટ્રોજનનો 1 મોલ હાઇડ્રોજનના 3 મોલ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. 0.5 mol નાઇટ્રોજન હાઇડ્રોજનના x mol સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. થી - = - ; x =-- = 1.5 મોલ. 1.5 mol/l (2 - 0.5) નાઇટ્રોજન અને 1.5 mol/l (3 - 1.5) હાઇડ્રોજન પ્રતિક્રિયા આપતા નથી. ઉદાહરણ 6. જ્યારે પદાર્થ A ના એક પરમાણુ અને પદાર્થ B ના બે અણુઓ અથડાશે ત્યારે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાની ઝડપ કેટલી વાર વધશે: A(2) + 2B -» C(2) + D(2), પદાર્થ B ની સાંદ્રતામાં 3 ગણો વધારો થાય છે? ચાલો પદાર્થોની સાંદ્રતા પર આ પ્રતિક્રિયાના દરની અવલંબન માટે અભિવ્યક્તિ લખીએ: v = K-c(A)-c2(B), જ્યાં K એ દર સ્થિર છે. ચાલો સ્વીકારીએ પ્રારંભિક સાંદ્રતાપદાર્થો c(A) = a mol/l, c(B) = b mol/l. આ સાંદ્રતા પર, પ્રતિક્રિયા દર u1 = Kab2 છે. જ્યારે પદાર્થ B ની સાંદ્રતા 3 ગણી વધે છે, c(B) = 3b mol/l. પ્રતિક્રિયા દર v2 = Ka(3b)2 = 9Kab2 ની બરાબર હશે. ઝડપ વધારો v2: ig = 9Kab2: Kab2 = 9. ઉદાહરણ 7. નાઈટ્રિક ઓક્સાઇડ અને ક્લોરિન પ્રતિક્રિયા સમીકરણ અનુસાર પ્રતિક્રિયા આપે છે: 2NO + C12 2NOC1. દરેક સ્ત્રોતનું દબાણ કેટલી વખત વધારવું જોઈએ? |
